黑龙江电视塔在钢结构塔中居世界第2亚洲第1

黑龙江电视塔总高336m为正八边形抛物线型钢管塔，其高度在钢结构塔中居世界第2亚洲第1见。该塔为多功能电视塔，兼具广播与电视发射、旅游观光、电信、科普教育等多项功能。塔楼标高从181m到214m，分8层，建筑面积3600m2，见。井道为封闭式圆筒形钢结构井道，直径8.5m，内设3部电梯、2座消防楼梯、4台设备管道井。塔座地下1层、地上4层，为球冠形钢筋混凝土结构，建筑面塔的建成，解决了“高寒地区多功能钢结构电视黑龙江塔立面塔的温度效应及对策”、“高耸钢塔振动控制工程设计、设备安装及实测”、“多功能钢结构电视塔消防设计”等多个关键技术问题，在此作一介绍与分析。

一般的钢塔结构全部外露，除与基础连接部位以外，无明显温度效应影响。但多功能钢结构电视塔的塔楼和井道均为封闭空间其内部钢结构与使用空间的温度基本一致，与外部钢结构有温差效应。按哈尔滨冬季气温分析，室外计算低温为一30C，而塔楼内设计温度为18 C，温差AT1达48井道内设计温度为10C，温差AT2达40C.温差对结构的影响塔楼内钢结构横杆因温度高而发生水平方向膨胀，塔楼外钢结构横杆则因低温而发生水平方向的收缩。在塔楼上下界面处，这一温度效应最为严重。一般钢塔计算按空间桁架体系，所以上下层横杆的水平向温差变形仅引起塔柱的微小转动，并不产生计算内力。但实际上塔柱有较大的抗弯刚度（800/20钢管）且在节点处是连续的，并非铰接。所以上下层横杆的水平向温差变形会导致塔柱的局部弯曲变形及应力。按计算温差AT1= 48C及黑龙江塔的具体结构状况，这一弯曲应力可达设计强度的30%，所以不能忽视。

黑龙江塔的井道总高206m，其中有温差影响段长达175m.按计算温差AT2=40C封闭的井道钢结构与外露的塔体相比，会伸长84mm.这对同时和井道及塔身相连的钢结构都会产生较大的影响，特别是连接井道与塔柱的长度较短的横膈杆件及塔楼内井道与塔身之间的环形楼面结构。若横膈杆件因此而产生的转角过大，则杆端两个螺栓易被剪断。井道伸长使塔楼内电梯出口在冬季升高84mm，对使用会有较大影响。若是楼面结构同时与井道及塔身相连，就会引起楼面梁过大的角位移，并导致破坏。

对温度效应的解决对策对于塔楼内外的温度效应，采用“抗”和所谓“抗”，即是考虑温差效应引起的附加局部弯曲应力的影响，使塔柱在承受轴压力的同时也能抵抗温差附加应力。塔柱按压弯构件计算强度及稳定。

所谓“卸”，即是通过调整横杆的刚度而使原来发生在一节（约5m）塔身高度范围内的横向变形转化为2段塔柱高度范围（约11m）内的变形。

横向变形绝对值不变，塔柱的局部转角位移及局部弯曲应力均减少一半。当然，此时横杆的抗压、抗拉、抗扭强度不能变，改变的只是出塔楼后上、下的第1层横杆的抗拉刚度。这可以采用“温度补偿节点”的方法解决，见。其主要原理即通过强度大而刚度小（长度大）的高强螺栓的拉伸变形来减少温度效应。